專利名稱：嵌入式音頻電磁共振管道抗垢裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種管道抗垢裝置，主要涉及一種采用電磁去垢的原理的電磁管道抗 垢裝置。
背景技術：
工業(yè)生產(chǎn)中，水是最重要的熱交換介質(zhì)，結垢問題是影響設備正常運行的主要問 題之一。同樣輸油管道中的油氣等介質(zhì)里面含有有機物H2S和co2、多種離子、細菌以及泥 砂等雜質(zhì)，故輸油管道也很容易結垢。另外污水處理管道，隨時間的增長，也易在管道內(nèi)壁 上形成水垢或其它污濁物附著在內(nèi)壁上。可以說管道內(nèi)壁腐蝕與結垢現(xiàn)象普遍存在。管道結垢后使管道縮徑，流通截面積變小，造成壓力損失、排量減小及管道堵塞， 還可能誘發(fā)管道局部腐蝕，導致管道漏失頻繁，甚至穿孔，造成破壞性事故，據(jù)統(tǒng)計每年因 此帶來重大的經(jīng)濟損失，因管道結垢而進行的除垢清理、更換維修管道、誤工的費用巨大， 所以對管道污垢的防止和去除是急需解決的一個問題。目前管道采用的防垢措施有管道酸洗、管道高壓水射流清洗、機械去垢、超聲波 防垢和電磁防垢等方法。管道酸洗屬化學除垢，化學除垢是根據(jù)垢層的化學成分，選用合適的酸類化學劑 進行溶解除垢，但是，在施工過程中易損壞管線，污染環(huán)境，時間長，成本高；高壓水射流清 洗，是利用柱塞泵產(chǎn)生的高壓水經(jīng)過特殊噴嘴噴向垢層，除垢徹底，效率高，但是，其裝機容 量大，耗水多，存在水處理等問題；機械除垢采用管道內(nèi)移動式除垢機具，除垢效果較好，除 垢徹底，但效率低，對彎管、變徑管和支管等還存在一定問題；超聲波清洗技術廣泛地應用 于電子電器工業(yè)，光學光電工業(yè)，鐘表首飾工業(yè)，汽車工業(yè)，機械工業(yè)，金屬制品工業(yè)，航天 航空工業(yè)，制藥工業(yè)和醫(yī)療器械等，多數(shù)超聲波清洗設備，采用槽洗或在特制的容器內(nèi)清洗 等形式，用于管道防垢器具有在線連續(xù)工作、自動化程度高、工作性能可靠、無環(huán)境污染、運 行費用低等特點，然而采用超聲波防垢器，需要成本較高的超聲波換能器，且所需要的功率 較大，并且其抑垢和除垢作用將隨介質(zhì)流動方向改變而有所減弱；對水進行磁化處理的方 法并非新技術，近年來各種磁化杯和磁化水裝置隨處可見，但國內(nèi)在電子電磁管道抗垢控 制系統(tǒng)產(chǎn)品的研制方面，仍與國外有較大差距。
發(fā)明內(nèi)容針對上述技術問題，本發(fā)明提供了一種電磁管道抗垢裝置，其目的在于，解決現(xiàn)有 技術中存在的化學除垢損壞管線，污染環(huán)境；高壓水射流清洗裝機容量大，耗水多；機械除 垢效率低，對彎管、變徑管和支管清洗不徹底；超聲波清洗成本較高等問題。為解決上述技術問題，本發(fā)明嵌入式音頻電磁共振管道抗垢裝置，由按鍵單元、 LED/IXD顯示單元、通訊單元、嵌入式混合信號微處理器單元、光電隔離單元、壓控振蕩/波 形變換單元、峰值調(diào)理單元、功率放大單元、線性光耦回饋信號單元、電磁變換單元(負載 電感線圈)和電源單元組成。[0008]其中，嵌入式混合信號微處理器單元的輸出與光電隔離單元的輸入連接，光電隔 離單元的輸出與壓控振蕩/波形變換單元的輸入連接，壓控振蕩/波形變換單元的輸出與 功率放大單元的輸入連接，功率放大單元是輸出與電磁變換單元及線性光耦回饋信號單元 的輸入連接，線性光耦回饋信號單元的輸出與峰值調(diào)理單元的輸入連接，峰值調(diào)理單元的 輸出與嵌入式混合信號微處理器單元的A/D端連接；嵌入式混合信號微處理器單元還分別與按鍵單元、LED/IXD顯示單元、通訊單元、 電源單元連接。本發(fā)明采用電磁去垢的原理，將電磁變換單元纏繞在管道上，通過對電磁變換單 元通以交變電流，進而產(chǎn)生交變磁場作用于管道內(nèi)的流體，實現(xiàn)對管材，如鋼管、銅管、鍍鋅 鐵管或塑料膠管進行抗垢、除垢、殺菌、滅藻等。其中，在優(yōu)選方式下，本發(fā)明的功率放大單元采用音頻放大器，功率范圍為1W 30W，頻率范圍為20Hz-140KHz ；嵌入式混合信號微處理器單元采用C8051F系列單片機；通 訊單元采用RS485。

圖1為本發(fā)明的原理框圖，圖2為本發(fā)明功率放大單元的電路圖，圖3為本發(fā)明電磁變換單元反饋信號線性光電隔離電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。如圖1所示，本發(fā)明嵌入式音頻電磁共振管道抗垢裝置，由按鍵單元、LED/IXD顯 示單元、通訊單元、嵌入式混合信號微處理器單元、光電隔離單元、壓控振蕩/波形變換單 元、峰值調(diào)理單元、功率放大單元、線性光耦回饋信號單元、電磁變換單元和電源單元組成。其中，嵌入式混合信號微處理器單元的輸出與光電隔離單元的輸入連接，光電隔 離單元的輸出與壓控振蕩/波形變換單元的輸入連接，壓控振蕩/波形變換單元的輸出與 功率放大單元的輸入連接，功率放大單元是輸出與電磁變換單元及線性光耦回饋信號單元 的輸入連接，線性光耦回饋信號單元的輸出與峰值調(diào)理單元的輸入連接，峰值調(diào)理單元的 輸出與嵌入式混合信號微處理器單元的A/D端連接；嵌入式混合信號微處理器單元還分別與按鍵單元、LED/IXD顯示單元、通訊單元、 電源單元連接。嵌入式混合信號微處理器單元采用C8051F系列單片機，由單片機輸出脈寬調(diào)制 信號，給光電隔離單元，進而驅(qū)動壓控振蕩/波形變換單元，產(chǎn)生一定頻率的信號，送往功 率放大單元進行放大，將放大的功率信號送往纏繞在管道上的電磁變換單元，實現(xiàn)管道的 抗垢、除垢、殺菌、滅藻等功能，為了達到最優(yōu)的抗垢、除垢效果，設置了信號反饋，采用線性 光耦回饋信號單元將反饋信號引入單片機的A/D端，通過單片機優(yōu)化算法，驅(qū)動壓控振蕩/ 波形變換單元，使電磁變換單元上的功率達到最優(yōu)狀態(tài)。輔助單元包括按鍵單元、LED/IXD顯示單元、通訊單元、電源單元，用于設置參數(shù)、 顯示相關內(nèi)容、集中管理、給嵌入式混合信號微處理器單元供電，通訊單元采用RS485。[0021]如圖2所示，功率放大單元采用音頻放大器2U1，功率范圍為1W 30W，頻率范圍 為20Hz-140KHz，音頻放大器2U1本身的輸出具有短路保護單元，可以保護電磁變換單元 2L1因外界驅(qū)動線圈短接或因頻率較低，電磁變換單元2L1感抗較小的故障錯誤；在功率放 大單元的外圍線路設計上采用比較器接法，電阻2R2和2R3串聯(lián)，在A點形成比較電壓，由 壓控振蕩/波形變換單元送來的一定頻率信號，經(jīng)音頻放大器2U1比較放大后，輸出具有一 定功率的頻率信號，從而推動電磁變換單元2L1工作，這種接法使功率放大單元本身的功 耗降低，提高輸出效率。如圖3所示，由3D1、3R1、3C1及3U1組成了電磁變換單元的峰值調(diào)理單元，3U2將 信號放大后，驅(qū)動線性光耦回饋信號單元中的3D3(LED)發(fā)光，線性光耦回饋信號單元中的 光敏二極管3D4接收到光信號后，由3U3放大后，送往嵌入式混合信號微處理器單元的A/ D端，進行AD轉(zhuǎn)換，為了防止發(fā)光管及接收管隨外界環(huán)境，如溫度變化，產(chǎn)生漂移偏差，通過 線性光耦回饋信號單元中的另一個光敏二極管3D2，將信號再反饋給3U2，進行補償，從而 實現(xiàn)了信號的線性放大。
權利要求一種嵌入式音頻電磁共振管道抗垢裝置，其特征在于由按鍵單元、LED/LCD顯示單元、通訊單元、嵌入式混合信號微處理器單元、光電隔離單元、壓控振蕩/波形變換單元、峰值調(diào)理單元、功率放大單元、線性光耦回饋信號單元、電磁變換單元和電源單元組成，所述嵌入式混合信號微處理器單元的輸出與光電隔離單元的輸入連接，所述光電隔離單元的輸出與壓控振蕩/波形變換單元的輸入連接，所述壓控振蕩/波形變換單元的輸出與功率放大單元的輸入連接，所述功率放大單元的輸出與電磁變換單元及線性光耦回饋信號單元的輸入連接，所述線性光耦回饋信號單元的輸出與峰值調(diào)理單元的輸入連接，所述峰值調(diào)理單元的輸出與嵌入式混合信號微處理器單元的A/D端連接，所述嵌入式混合信號微處理器單元還分別與按鍵單元、LED/LCD顯示單元、通訊單元、電源單元連接。
2.按照權利要求1所述的嵌入式音頻電磁共振管道抗垢裝置，其特征在于所述功率 放大單元采用音頻放大器，功率范圍為1W 30W，頻率范圍為20Hz-140KHz。
3 按照權利要求1所述的嵌入式音頻電磁共振管道抗垢裝置，其特征在于所述嵌入 式混合信號微處理器單元采用C8051F系列單片機。
4.按照權利要求1所述的嵌入式音頻電磁共振管道抗垢裝置，其特征在于所述通訊 單元采用RS485。
專利摘要本實用新型嵌入式音頻電磁共振管道抗垢裝置，由按鍵單元、LED/LCD顯示單元、通訊單元、嵌入式混合信號微處理器單元、光電隔離單元、壓控振蕩/波形變換單元、峰值調(diào)理單元、功率放大單元、線性光耦回饋信號單元、電磁變換單元(負載電感線圈)和電源單元組成。本實用新型采用電磁去垢的原理，將電磁變換單元纏繞在管道上，通過對電磁變換單元通以交變電流，進而產(chǎn)生交變磁場作用于管道內(nèi)的流體，實現(xiàn)對管材，如鋼管、銅管、鍍鋅鐵管或塑料膠管進行抗垢、除垢、殺菌、滅藻等。
文檔編號C02F1/48GK201581014SQ20092031404
公開日2010年9月15日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權日2009年11月4日
發(fā)明者丁金華, 韓廣鑫 申請人:大連工業(yè)大學